来源于《中国中药杂志》，,45（5）

蛋白质组学在中药作用靶点研究中的方法和应用

中医药作为当今社会人们防治疾病的一种有效手段，在疗效、适应症以及给药方式等方面凸显出了极大的优越性，也为现代医药事业的不断发展提供新的方法和思路。随着中国中医科学院屠呦呦教授与其领导的研究团队从中药黄花蒿中发现青蒿素，并在全世界范围内应用其治疗恶性疟疾所做出的杰出贡献，中国的医药事业备受国内外医药研究学者的重视，世界各国对于中药的需求量也在逐渐增加。面对这样的发展机遇，如何利用现代科学语言从分子水平解释中药的作用机制和用药规律，并将其与临床疗效联系起来成为凾待解决的重要问题之一。

中药对疾病的调控实质上是通过药物分子与细胞靶蛋白的相互作用而引起生物体整体功能状态的改变，其中，蛋白质在疾病治疗过程中起着非常重要的作用，无论是作为酶或是信号转导分子，蛋白质都影响着机体各功能之间的相互作用和相互联系。蛋白质在生物体内折叠和修饰等方面的作用下形成了机体内复杂、高度动态、功能健全的网络，中药通过作用于疾病网络上的关键节点蛋白进而达到整体治疗的目的。因此，对中药作用靶点蛋白的研究是中药活性成分在体内发挥作用的基础环节。但由于中药本身化学成分复杂且多配伍使用，其所含的多种活性成分常通过多靶点协同发挥作用，因此建立有效的靶点发现与确证技术并以此来阐明药物作用机制成为了中医药现代化的重点和难点问题。

1蛋白质组学

系统生物学是在整体的角度上研究细胞、组织和器官并赋予生物系统能动性的一门学科，是中药现代化研究的必备工具。而在后基因时代，蛋白质组学等基因功能学逐渐发展成为系统生物学研究的关键版块。年澳大利亚Macquarie大学的WILKINS和WILLIAMS最早提出蛋白质组(proteome)的概念:将单个基因组中编码的所有蛋白质在不同条件下表达出来，代表着从研究基因到研究蛋白质、从基因组学到蛋白质组学这段旅程的转折点。该学说从整体角度获得关于机体生理、病理以及信号传导过程的基本认识，这种研究思路与中药多靶点调节的特征不谋而合。

根据目前蛋白质组学研究技术方法的原理，作者认为可将其分为:化学蛋白质组学、差异蛋白质组学和定量蛋白组质学(图1)。其中，化学蛋白质组学是利用化学小分子作为媒介来研究一个细胞或组织基因组所表达的全部蛋白质，能无偏重的发现与药物相互作用的靶点蛋白;差异蛋白质组学是从整体角度比较在不同状态下体内蛋白质表达前后的动态变化，通过比较不同药物干预、不同组方药物干预、不同剂量药物干预前后生物体的效应相关差异表达蛋白，再进行药效与差异表达蛋白的相关性分析，探索有效成分和靶点蛋白的作用机制;定量蛋白组学主要是针对不同时期、不同条件下生物体复杂组织或体液内蛋白质表达水平的变化，不仅可鉴定出不同状态下蛋白质的表达量，而且能对蛋白质的量及量的变化进行准确的测定。

2蛋白质组学在中药作用靶点研究中的技术方法

2.1化学蛋白质组学(chemicalproteomics)研究方法

化学蛋白质组学一般是指先将小分子化合物(如生物素，Affi-gel等)通过与蛋白质提取液的相互反应，使化学探针或小分子化合物与固相联接，得到被修饰的固相微球，然后利用分离方法将这些蛋白质纯化，再通过高灵敏度的质谱仪器分析，根据已有的生物信息学数据库归属相应靶点蛋白的名称和属性等信息。

2.1.1基于活性的化学蛋白质组学技术(activity-basedpro-teinprofiling，ABPP)ABPP是由美国的Cravatt课题组在年最先提出的蛋白质组学技术。基于活性的化学蛋白质组学技术是合成同时带有反应基团和标记物的基于靶酶活性的小分子探针(activity-basedprobes，ABPs)与待测定的蛋白质发生相互反应。ABP中的反应基团可对蛋白质组中的某类酶蛋白质进行特异性修饰，将靶蛋白结合到相应的化学小分子上，利用ABP中的标记物(通常是荧光或生物素)可将这些靶酶从蛋白质组中选择分离出来。相比双向电泳(2-DE)、同位素编码亲和标签(ICAT)等技术从蛋白质丰度的变化来间接评估蛋白质活性，该技术着重研究蛋白质的表达和功能，其基于活性从天然蛋白质组学中直接筛选出与小分子特异性结合的蛋白质，从而能更直接快速地明确小分子和蛋白质之间的相互作用从而确定小分子的作用靶点。其中，小分子探针的合成是ABPP技术的关键环节，但在探针分子的合成中引入的标记物会对小分子的活性产生影响，光亲和标记技术、点击化学技术与ABPP技术的联合应用以及断裂键的引入，进一步开扩了ABPP技术的应用范围。目前不少学者已将该技术应用到中药作用靶点研究中。如LIAOLX等针对中药苏木活性成分，利用化学蛋白质组学技术，构建了生物素标记的分子探针———苏木酮A，从神经小胶质细胞中确定并鉴定了苏木酮A的作用靶点为肌苷5-磷酸脱氢酶2(IMPDH2)，为中药苏木的传统功效诠释提供了重要参考。陈雨文运用PAL-CC-ABPP技术鉴定出石斛的活性成分毛蓝素的作用靶点可能是线粒体代谢酶。

2.1.2以化合物为中心的化学蛋白质组学技术(